(57)【要約】【課題】  光出力の劣化を抑制することが可能な半導体発光素子を提供する。【解決手段】  一定の波長の光を反射するｎ型ＤＢＲ層１３、ｎ型ＤＢＲ層１３の上に形成された同波長の光を放射する発光層１５を有する発光領域層１７、発光領域層１７の側部にプロトン注入により形成された高抵抗領域２０、発光領域層１７及び高抵抗領域２０の上に接して、高抵抗領域２０との界面近傍に拡散されたプロトンを有し、実質的に電流拡散の機能を有する、同波長の光を反射するｐ型ＤＢＲ層２２、ｐ型ＤＢＲ層２２の上、且つ、発光領域層１７の上方にｐ型コンタクト層２４を介して形成されたｐ側電極２５、及び、ｐ側電極２５とは反対側のｎ型ＤＢＲ層１３の下方に形成されたｎ側電極２９を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の波長の光を反射する第１の反射膜と、
前記第１の反射膜の上に形成された前記波長の光を放射する発光層を有する発光領域層と、
前記発光領域層の側部にイオン注入により形成された高抵抗領域と、
前記発光領域層及び前記高抵抗領域の上に接して、前記高抵抗領域との界面近傍に拡散された前記注入元素を有し、前記波長の光を反射する第２の反射膜と、
前記第２の反射膜の上、且つ、前記発光領域層の上方にコンタクト層を介して形成された第１の電極と、
前記第１の電極とは反対側の前記第１の反射膜の下方に形成された第２の電極と、
を備えていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
一定の波長の光を反射する第１の反射膜と、
前記第１の反射膜の上に形成された前記波長の光を放射する発光層を有する発光領域層と、
前記発光領域層の上に接して、前記波長の光を反射する第２の反射膜と、
前記発光領域層及び第２の反射膜の側部にイオン注入により形成された高抵抗領域と、
前記第２の反射膜及び前記高抵抗領域の上に接して、前記高抵抗領域との界面近傍に拡散された前記注入元素を有する電流拡散層と、
前記電流拡散層の上、且つ、前記発光領域層の上方にコンタクト層を介して形成された第１の電極と、
前記第１の電極とは反対側の前記第１の反射膜の下方に形成された第２の電極と、
を備えていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】
第１の電流拡散層と、
前記第１の電流拡散層の上に形成された一定の波長の光を放射する発光層を有する発光領域層と、
前記発光領域層の側部にイオン注入により形成された高抵抗領域と、
前記発光領域層及び前記高抵抗領域の上に接して、前記高抵抗領域との界面近傍に拡散された前記注入元素を有する第２の電流拡散層と、
前記第２の電流拡散層の上、且つ、前記発光領域層の上方にコンタクト層を介して形成された第１の電極と、
前記第１の電極とは反対側の前記第１の電流拡散層の下方に形成された第２の電極と、
を備えていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項４】
前記注入されるイオンはプロトンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記発光領域層と前記第１の電極との間にある層は、厚さが０．５μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、III−Ｖ属化合物半導体を利用した発光ダイオード（ＬＥＤ、Light Emitting Diode）や半導体レーザ（ＬＤ、Laser Diode）が光通信機器、マルチメディア関連機器、ＬＥＤ表示パネル等に使用され急速に普及してきている。
【０００３】
光通信は、一般的には、赤外領域の波長の光素子と石英系光ファイバーとを用いた長距離（幹線系等）の大容量光通信が知られている。しかし、この数年、可視光のＬＥＤを含む光素子とプラスチック光ファイバー（ＰＯＦ、Plastic Optical Fiber）とを用いた１０〜１００ｍ程度の短距離の光通信が注目されている。中でも、低価格なアクリル系ポリマーのＰＯＦの低損失領域が赤色波長帯、例えば、６６０ｎｍ帯にあることから、ホームネットワーク、車内ＬＡＮ、ＦＡ（Factory Automation）機器等の高速ＰＯＦデータリンク用途に向け、赤色の半導体発光素子の高速化及び低価格化が期待されている。
【０００４】
そこで、伝送速度５００Ｍ〜１Ｇｂｐｓクラスの可視光短距離光通信のIII−Ｖ属化合物半導体発光素子として期待されているのが、レゾナントキャビティ（Resonant Cavity）型ＬＥＤ（ＲＣ型ＬＥＤ）である。このＲＣ型ＬＥＤは、いわば垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ、Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser）と従来のＬＥＤの中間とも言える特徴を持つ発光素子で、その高速応答性に向けた開発が進められている。
【０００５】
例えば、高速な半導体発光素子として、下側ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）層、下側ＤＢＲ層上に形成され電流注入により光を放射する発光層、発光層上に形成され下側ＤＢＲ層よりも反射率の低い上側ＤＢＲ層、上側ＤＢＲ層上に形成された電流拡散層、及び、電流拡散層上に形成されたバンドギャップが電流拡散層よりも狭いコンタクト層を有し、電流拡散層、上側ＤＢＲ層、及び発光層にプロトンを注入して形成された高抵抗化領域を備えた発光素子が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
開示された半導体発光素子は、高速応答性を有するものの、電流注入により光を放射し続けると、光出力の低下が起こり、比較的短時間で、高速ＰＯＦデータリンク用途等に要求される基準を満たせない恐れがある。特に、高温高湿条件では、光出力の低下に至る時間は、一層短時間であることが見出されている。
【特許文献１】特開２００４−２８１５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、光出力の劣化を抑制することが可能な半導体発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の半導体発光素子は、一定の波長の光を反射する第１の反射膜と、前記第１の反射膜の上に形成された前記波長の光を放射する発光層を有する発光領域層と、前記発光領域層の側部にイオン注入により形成された高抵抗領域と、前記発光領域層及び前記高抵抗領域の上に接して、前記高抵抗領域との界面近傍に拡散された前記注入元素を有し、前記波長の光を反射する第２の反射膜と、前記第２の反射膜の上、且つ、前記発光領域層の上方にコンタクト層を介して形成された第１の電極と、前記第１の電極とは反対側の前記第１の反射膜の下方に形成された第２の電極とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の別の態様の半導体発光素子は、一定の波長の光を反射する第１の反射膜と、前記第１の反射膜の上に形成された前記波長の光を放射する発光層を有する発光領域層と、前記発光領域層の上に接して、前記波長の光を反射する第２の反射膜と、前記発光領域層及び第２の反射膜の側部にイオン注入により形成された高抵抗領域と、前記第２の反射膜及び前記高抵抗領域の上に接して、前記高抵抗領域との界面近傍に拡散された前記注入元素を有する電流拡散層と、前記電流拡散層の上、且つ、前記発光領域層の上方にコンタクト層を介して形成された第１の電極と、前記第１の電極とは反対側の前記第１の反射膜の下方に形成された第２の電極とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の別の態様の半導体発光素子は、第１の電流拡散層と、前記第１の電流拡散層の上に形成された一定の波長の光を放射する発光層を有する発光領域層と、前記発光領域層の側部にイオン注入により形成された高抵抗領域と、前記発光領域層及び前記高抵抗領域の上に接して、前記高抵抗領域との界面近傍に拡散された前記注入元素を有する第２の電流拡散層と、前記第２の電流拡散層の上、且つ、前記発光領域層の上方にコンタクト層を介して形成された第１の電極と、前記第１の電極とは反対側の前記第１の電流拡散層の下方に形成された第２の電極とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光出力の劣化を抑制することが可能な半導体発光素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
発明者らは、半導体発光素子の高温高湿環境下における劣化現象を検討し、以下のような知見を得た。なお、検討した半導体発光素子１０１は、図８に示すように、上記特許文献１に記載された半導体層の構造と類似した構造を有するＲＣ型ＬＥＤであって、表面の半導体層の高抵抗領域１２０とｐ型コンタクト層１２４の両方に接してリング状の部分、及び、リングの内側に十字形の細線が接続された電極１２５が形成されている。
【００１３】
この半導体発光素子１０１は、通電劣化時、ｐ側電極１２５近傍の半導体層に変質が確認できる。この変質は、高温となった半導体層の表面が水分と反応した、いわゆる酸化であることが確認されている。酸化は、表面のｐ側電極１２５の細線部分が起点になっている。
【００１４】
酸化のメカニズムは次のように推測される。半導体発光素子１０１は、光出力を高く取るために、表面のｐ側電極を細線構造として、発光領域内部まで電流を効率良く供給する構造になっている。リング状をなすｐ側電極１２５の周辺部は高抵抗領域１２０に接しているため、注入される電流は、リング状のｐ側電極１２５の内側及び十字形の細線部分に集中する。その結果、ｐ側電極１２５の内側及び十字形の細線部分に局所的な発熱が起こり、同時に、電流によるイオンの発生及び泳動が起こる。すなわち、半導体発光素子１０１の表面に付着した水分の中の水酸イオン及び酸素イオン等は、電流による電界により表面から浸透し、ジュール熱も加わり、発熱が酸化による変質を促進していると考えられる。
【００１５】
この、酸化による半導体層の変質は、ＲＣ型ＬＥＤに限定されるものではなく、ＶＣＳＥＬや従来のＤＢＲ層を備えていないＬＥＤ等においても起こり得る。
【００１６】
なお、以下の説明では、理解を容易にするために、共振波長λＦＰと、ＰＬ発光波長（発光層からの発光波長）λＰＬとは等しいものとして説明する。しかし、厳密には、ＰＬ発光波長λＰＬは、温度の上昇と共に長波長にシフトする。ＤＢＲ層による共振波長λＦＰも温度の上昇と共に長波長にシフトする。λＰＬのシフトの方がλＦＰのシフトより大きいので、ある温度で両波長が一致するように、室温でのλＦＰをλＰＬより幾分長波長（５〜１０ｎｍ）に調整してある。
【００１７】
以下、上述の知見を基に得られた本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、図において、同一の構成要素には同一の符号を付す。
【実施例１】
【００１８】
本発明の実施例１に係る半導体発光素子について、その製造方法を加えて、図１乃至図３を参照して説明する。図１は半導体発光素子の構造を模式的に示す図で、図１（ａ）は正面方向の断面図、図１（ｂ）は半導体発光素子を上方から見た平面図で、Ａ−Ａ線に沿った断面の一部が図１（ａ）の断面図に相当する。図２は半導体発光素子の製造工程を、工程順に模式的に示す断面図である。図３は半導体発光素子の注入電流の流れを模式的に示す図である。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、半導体発光素子１は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の主面上に、ｎ型のバッファ層１２を介して形成された第１の反射膜であるｎ型ＤＢＲ層１３、ｎ型ＤＢＲ層１３の上に順次形成されたｎ型クラッド層１４と発光層１５とｐ型クラッド層１６とからなる発光領域層１７、発光領域層１７の側部及びｎ型ＤＢＲ層１３の上部にプロトン注入により形成された高抵抗領域２０、発光領域層１７及び高抵抗領域２０の上に接して形成された電流拡散の機能も有する第２の反射膜であるｐ型ＤＢＲ層２２、ｐ型ＤＢＲ層２２の上、且つ、前記発光領域層１７の上方にｐ型コンタクト層２４を介して形成された第１の電極であるｐ側電極２５、及び、ｐ側電極２５とは反対側のｎ型ＧａＡｓ基板１１の下側（裏面側）に形成された第２の電極であるｎ側電極２９を主要構成要素として有している。
【００２０】
ｎ型ＧａＡｓ基板１１の主面上に、ＧａＡｓからなるｎ型のバッファ層１２が形成されている。ｎ型ＤＢＲ層１３は、ＡｌＧａＡｓ系、すなわち、Ａｌ０．５Ｇａ０．５ＡｓとＡｌ０．９５Ｇａ０．０５Ａｓを交互に積層した構造で、繰り返し数は４０ペアである（後述参照）。ｎ型及びｐ型クラッド層１４、１６は、それぞれ、ｎ型及びｐ型のＩｎ０．５（Ｇａ０．５Ａｌ０．５）０．５Ｐである。発光層１５は、発光ピーク波長が約６６５ｎｍとなるように調整されたアンドープのＩｎＧａＡｌＰ系ＭＱＷ構造である。
【００２１】
発光領域層１７は、発光層１５、ｎ型及びｐ型クラッド層１４、１６からなる直径１００μｍの平面的には円形、３次元的には、円柱状をなす領域である。高抵抗領域２０は、一部が、発光領域層１７に対して平行な位置において、この円柱状をなす領域を取り囲み、一部が、ｎ型ＤＢＲ層１３の上部において、発光領域層１７側から連続して形成されている。高抵抗領域２０は、発光領域層１７側から選択的にプロトンをイオン注入して高抵抗化されている。従って、発光領域層１７に対して平行な位置において、発光領域層１７と連続する部分は、発光領域層１７と同じ主成分を有し、ｎ型ＤＢＲ層１３の上部において、発光領域層１７側から連続して形成された部分はｎ型ＤＢＲ層１３と同じ主成分を有している。なお、高抵抗領域２０の下側をなすｎ型ＤＢＲ層１３への広がり部分は、最小限に抑制されてもよい。
【００２２】
ｐ型ＤＢＲ層２２は、発光領域層１７及び高抵抗領域２０に接して直上にあり、ｎ型ＤＢＲ層１３と同様な組成でｐ型にドープされた積層構造をなし、繰り返し数は１０ペア、膜厚は約１μｍである。高抵抗領域２０に接するｐ型ＤＢＲ層２２は、後述するように、プロトンのイオン注入の影響は受けず、結晶成長時の熱の影響等によりプロトンの拡散が見られる程度である。
【００２３】
ｎ型及びｐ型ＤＢＲ層１３、２２は、光学的には、屈折率の高いＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓと、屈折率の低いＡｌ０．９５Ｇａ０．０５Ａｓとを、反射すべき光の光学波長の１／４の膜厚として、交互に積層されている。下側のｎ型ＤＢＲ層１３は、９９．９％以上の反射率を有し、光を放射する上側のｐ型ＤＢＲ層２２は、約９５％の反射率を有している。また、ｎ型及びｐ型ＤＢＲ層１３、２２は、電気的には、２〜４×１０１８ｃｍ−３と高濃度に、ｎ型ＤＢＲ層１３にはシリコンが、ｐ型ＤＢＲ層２２には炭素がドープされ、低抵抗化が図られている。
【００２４】
ｐ型コンタクト層２４は、ＧａＡｓ層に、不純物として炭素が２×１０１９ｃｍ−３と高濃度にドープされ、膜厚が２０ｎｍ程度に形成されている。ｐ型コンタクト層２４は、注入電流に対して抵抗が低く、しかも、発光波長の吸収を抑制するために薄く形成されている。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、ｐ側電極２５は、ＡｕＺｎを主材料として、ｐ型コンタクト層２４とオーミックコンタクトが形成される。リング状の電極内径が９５μｍ、幅が５μｍに形成され、リング内側の十字状細線は幅が３μｍである。ｐ側電極２５は、近接して配置されたボンディングパッド２６に接続されている。リング状のｐ側電極２５は、円形の発光領域層１７と高抵抗領域２０との境界に、上面から見て中心をほぼ一致させて重なる関係にある。ｎ側電極２９は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の主面の反対側に、基板厚を調整した後、ＡｕＧｅを主材料として、全面にオーミックコンタクトが形成されている。
【００２６】
次に、半導体発光素子１の製造方法を説明する。まず、図２（ａ）に示すように、１回目の結晶成長が行われる。ｎ型ＧａＡｓ基板１１の主面上に、ｎ型のバッファ層１２、ｎ型ＤＢＲ層１３、ｎ型クラッド層１４、発光層１５、ｐ型クラッド層１６を順次成長し、その後、連続して、例えば、膜厚約０．７μｍのｎ型ＩｎＧａＰ調整層１８、及び、例えば、膜厚約０．１μｍのｎ型ＧａＡｓ保護層１９を、ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法により形成する。
【００２７】
ＭＯＣＶＤ法では、Ｉｎ原料はトリメチルインジウム（ＴＭＩ）、Ｇａ原料はトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、Ａｌ原料はトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、Ａｓ原料はアルシン（ＡｓＨ３）、Ｐ原料はホスフィン（ＰＨ３）等の有機金属原料及び半導体材料ガスを使用する周知の方法が採用されている。ｎ型ドーパントの原料にはシラン（ＳｉＨ４）、ｐ型ドーパントの原料にはジメチル亜鉛（ＤＭＺ）または４臭化炭素（ＣＢｒ４）等を利用することができる。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように、発光領域となる予定の直径１００μｍの円形領域のｎ型ＧａＡｓ保護層１９上に、例えば、シリコン酸化膜からなるマスク層３１を形成し、ｎ型ＧａＡｓ保護層１９の上方から、プロトンをイオン注入する。このとき、イオン注入の加速エネルギーは、例えば、１５０ｋｅＶに設定される。ｎ型クラッド層１４及び発光層１５に、プロトンの濃度のピークが来るように、ｎ型ＩｎＧａＰ調整層１８及びｎ型ＧａＡｓ保護層１９の膜厚は調整されている。発光領域層１７にあるｐｎ接合部分が高抵抗化される。なお、ドーズ量は、例えば、１×１０１５ｃｍ−２とした。
【００２９】
図２（ｃ）に示すように、マスク層３１、ｎ型ＩｎＧａＰ調整層１８及びｎ型ＧａＡｓ保護層１９は、順次、エッチング除去される。プロトンがマスク層３１で遮蔽された発光領域層１７が形成され、同時に、プロトンが注入された高抵抗領域２０が選択的に形成される。
【００３０】
図２（ｄ）に示すように、２回目の結晶成長が行われる。表面に露出している平坦なｐ型クラッド層１６及び高抵抗領域２０の上に、ｐ型ＤＢＲ層２２及びＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層２４が、順次、ＭＯＣＶＤ法により形成される。また、ｐ型コンタクト層２４の上に、例えば、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰからなる保護層（図示略）が形成される。
【００３１】
この２回目の結晶成長は、前の工程で形成されている高抵抗領域２０を維持しながら、新たに成長する結晶の品質を維持することが必要となる。すなわち、高抵抗領域２０のプロトンが拡散する程の高温にすることなく、ｐ型ＤＢＲ層２２及びｐ型コンタクト層２４の結晶性を悪化させる程の低温ではない温度範囲での結晶成長である。選択した温度範囲は、５００〜５５０℃である。
【００３２】
発明者らの検討では、上述またはそれに類するプロトン打ち込み条件の試料は、約５５０℃より上昇すると回復現象が発生し、抵抗率が下がって行く。つまり、イオン注入後は５５０℃以下の温度でのプロセスのみ可能ということである。
【００３３】
また、２回目の結晶成長で積層するｐ型ＤＢＲ層２２は、光を取り出す側の反射層及び電気伝導を目的とする層であり、また、ｐ型コンタクト層２４は電気伝導を目的とする層であるため、例えば、発光層１５を含む発光領域層１７のような高品質の結晶である必要は必ずしもない。発光領域層１７を高品質の結晶とするためには、例えば、７００℃で成長する必要があるが、ｐ型ＤＢＲ層２２及びｐ型コンタクト層２４は５００℃で成長したものでも十分機能を果たすことが見出された。しかも、ＡｌＧａＡｓとＧａＡｓは、比較的低温でも高濃度の炭素ドーピングが可能となり、ｐ型の電気伝導層には適するものとなるという知見を得て、アルシン（ＡｓＨ３）の供給量を調整することにより、有機金属自体の炭素のオートドーピングを行い、ＡｌＧａＡｓ系のｐ型ＤＢＲ層２２は２〜４×１０１８ｃｍ−３、ＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層２４は２×１０1９ｃｍ−３にドーピングを行った。
【００３４】
そして、２回目の結晶成長後、保護層が除去され、表面に露出したｐ型コンタクト層２４の上に、内側に十字形を有するリング状のｐ側電極２５及び円形のボンディングパッド２６が、ＡｕＺｎ等の蒸着及びリフトオフ技術により形成された（図１（ｂ）参照）。次に、ｎ側電極２９は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の主面の反対側に、基板厚を薄く調整した後、ＡｕＧｅ等が全面に蒸着され、形成された。以上の製造工程を経て、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すような、１辺が２５０〜３００μｍの概略直方体の半導体発光素子１が形成される。
【００３５】
上述した半導体発光素子１は、ｎ型ＤＢＲ層１３の上に、ｎ型クラッド層１４と発光層１５とｐ型クラッド層１６とからなる発光領域層１７を有し、発光領域層１７の側部及びｎ型ＤＢＲ層１３の上部にプロトン注入により形成された高抵抗領域２０、発光領域層１７及び高抵抗領域２０の上に接して形成された電流拡散層の機能も有するｐ型ＤＢＲ層２２、最上面に内側に十字形を有するリング状のｐ側電極５５を備えるＲＣ型ＬＥＤである。
【００３６】
この半導体発光素子１は、ｐ側及びｎ側電極２５、２９から発光層１５に電流が注入され、発光層１５から波長６６５ｎｍ付近の光が放射される。この光は、反射膜としての上下のｎ型及びｐ型ＤＢＲ層１３、２２によって反射され、共振されて、フォトンリサイクリング効果により、発光スペクトル幅が約５ｎｍまで狭められる。図１の半導体発光素子１では、発光層１５からの光に対する反射率は、下側のｎ型ＤＢＲ層１３が９９．９％と高いのに対し、上側のｐ型ＤＢＲ層２２が約９５％と低い。このため、共振された光は、反射率が低い上側のｐ型ＤＢＲ層２２を介して、上側のｐ側電極２５側に放射される。
【００３７】
半導体発光素子１は、樹脂封止されてないパッケージに塔載され、動作試験及び高温高湿試験に掛けられた。１０ｍＡのＤＣで駆動すると、半導体発光素子１の光出力は、１．５ｍＷとなった。これは、同様な条件でパッケージ化された比較のための半導体発光素子１０１と比べて、約２５％の光出力の向上となる。また、パッケージ温度６０℃、湿度９０％で、１０ｍＡの連続通電試験を行った。試験開始時の光出力に対する１０００時間後の光出力の低下は、０．１ｄＢ以内であることが判明した。これは、例えば、同条件での要求仕様の一例である１ｄＢ以内を十分クリアしており、劣化が抑制されたことを示すものである。
【００３８】
なお、この高温高湿試験において、半導体発光素子１の劣化が抑制される理由は、従来例と比較して、次のように推測される。半導体発光素子１の高抵抗領域２０は、上部のｐ側電極２５と下部のｎ側電極２９の間、特に、ｐ側電極２５から約１μｍ離間した位置にあって、電流通路を狭窄する作用を有する。
【００３９】
図３に示すように、ｐ側電極２５とｎ側電極２９との間に通電されると、電流３５は、炭素が高濃度にドープされて低抵抗化されたｐ型コンタクト層２４及びｐ型ＤＢＲ層２２を通り、発光領域層１７にあるｐｎ接合部に供給される。ｐ側電極２５からの電流３５を妨げるものは、半導体発光素子１の表面近傍には存在しない。すなわち、従来、半導体発光素子１０１では、イオン注入で形成された高抵抗領域１２０を有し、高抵抗領域１２０が接したｐ側電極１２５の表面の細線部分等を起点として発生していた酸化による変質が、半導体発光素子１では、発生せず、その結果、光出力の低下は起こらないと推測される。
【００４０】
また、従来に比較して、光出力の向上が図れる理由は、次のように推測される。半導体発光素子１は、ｐ側電極２５のｐ型コンタクト層２４との接触面を全て有効に使って接触抵抗を低減し、炭素が高濃度にドープされたｐ型コンタクト層２４及びｐ型ＤＢＲ層２２が低抵抗化され、比較的多くの電流が、比較的均一にｐｎ接合部に供給された結果であると考えられる。
【００４１】
また、半導体発光素子１は、高速応答性が実現されている。ｎ型クラッド層１４及び発光層１５に、プロトンの濃度のピークが来るように、ｎ型ＩｎＧａＰ調整層１８及びｎ型ＧａＡｓ保護層１９の膜厚は調整されている。このｐｎ接合部分が効率よく高抵抗化された結果、接合の容量は低減化されたことによる。
【実施例２】
【００４２】
本発明の実施例２に係る半導体発光素子について、図４を参照しながら説明する。図４は半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図である。実施例１と同様な半導体層構造を基に、ｎ型及びｐ型ＤＢＲ層を厚くして、ＶＣＳＥＬに適用している点が、実施例１とは異なっている。以下、実施例１と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略し、異なる構成部分について説明する。
【００４３】
図４に示すように、半導体発光素子２は、実施例１の半導体発光素子１と多くの構成要素が同じであるが、主に、ｎ型ＤＢＲ層４３、発光領域層１７の径、ｐ型ＤＢＲ層５２、及びｐ側電極５５が異なっている。
【００４４】
ｎ型ＤＢＲ層４３は、ＡｌＧａＡｓ系、すなわち、Ａｌ０．５Ｇａ０．５ＡｓとＡｌ０．９５Ｇａ０．０５Ａｓを交互に積層した構造で、繰り返し数は５０ペアである。
【００４５】
発光領域層１７は、直径が１０μｍと小さくされた他は、半導体発光素子１と同様である。その結果、高抵抗領域２０は、直径１０μｍの発光領域層１７の側部を、半導体発光素子１と同様に取り囲んでいる。
【００４６】
ｐ型ＤＢＲ層５２は、発光領域層１７及び高抵抗領域２０に接して直上にあり、ｎ型ＤＢＲ層１３と同様な組成でｐ型にドープされた積層構造をなし、繰り返し数は３０ペア、膜厚は約３μｍである。
【００４７】
ｐ側電極５５は、リング状をなし、リングの内径が９μｍ、幅が５μｍに形成されている。ｐ側電極５５は、近接して配置されたボンディングパッド（図示略）に接続されている。リング状のｐ側電極５５は、円形の発光領域層１７と高抵抗領域２０との境界に、上面から見て、中心をほぼ一致させて重なる関係にある。
【００４８】
半導体発光素子２の製造方法は、実施例１の半導体発光素子１とほぼ同様である。ただし、ｎ型及びｐ型ＤＢＲ層４３、５２は厚く結晶成長される。ｐ型ＤＢＲ層５２は膜厚約３μｍと厚くなるが、このｐ型ＤＢＲ層５２を成長する前に、プロトン注入により高抵抗領域２０を形成することができるために、プロトン注入条件の変更等は必要ない。また、発光領域層１７の直径が１０μｍと小さく、それに見合うｐ側電極５５も小さくなるので、使用するマスクパターン等を変更して形成する。その結果、１辺が２５０〜３００μｍの概略直方体の半導体発光素子２が形成される。
【００４９】
上述した半導体発光素子２は、ｎ型ＤＢＲ層４３の上に、ｎ型クラッド層１４と発光層１５とｐ型クラッド層１６とからなる発光領域層１７を有し、発光領域層１７の側部及びｎ型ＤＢＲ層４３の上部にプロトン注入により形成された高抵抗領域２０、発光領域層１７及び高抵抗領域２０の上に接して形成された電流拡散層の機能も有するｐ型ＤＢＲ層５２、最上面にリング状のｐ側電極５５を備えるＶＣＳＥＬである。
【００５０】
この半導体発光素子２は、ｐ側及びｎ側電極５５、２９から発光層１５に電流が注入され、発光層１５から波長６６５ｎｍの光が放射される。この光は、反射膜としての上下のｎ型及びｐ型ＤＢＲ層４３、５２によって反射され、共振されて、誘導放出が起こり、レーザ光となる。半導体発光素子２では、発光層１５からの光に対する反射率は、下側のｎ型ＤＢＲ層４３が９９．９５％と高いのに対し、上側のｐ型ＤＢＲ層５２が約９９％と幾分低い。このため、共振された光は、反射率が低い上側のｐ型ＤＢＲ層５２を介して、上側のｐ側電極５５側に放射される。
【００５１】
半導体発光素子２の動作試験では、発振しきい値電流約２．５ｍＡ、最高発振温度６０℃と、この波長帯のＬＤとしては、良好な特性が得られた。ＶＣＳＥＬである半導体発光素子２は、ＲＣ型ＬＥＤである実施例１の半導体発光素子１と一概に比較することはできない。そこで、従来の半導体発光素子１０１とほぼ同様な半導体層構造を有し、発光領域層の径を１０μｍとしたＶＣＳＥＬを作製して、比較した。その結果、本実施例の半導体発光素子２は、２０００時間の通電発振後もしきい値の変動は小さく、近視野像にも異常は見られなかった。半導体発光素子２の表面には、ｐ側電極５５の細線部分を起点するような酸化は見られず、劣化は起こってない。一方、従来の半導体発光素子１０１では、１０００時間で表面に変色が観察され、発振不能な素子が発生した。
【００５２】
また、半導体発光素子２は、プロトン注入時のダメージの影響を受けにくいので、良好な特性を有している。つまり、高抵抗領域２０を作製するとき、プロトンを注入する加速エネルギーが約１５０ｋｅＶと小さく、そのダメージも小さく抑えられている。一方、従来の半導体発光素子１０１とほぼ同様な半導体層構造を有するＶＣＳＥＬでは、高抵抗領域を作製するとき、既に成長済みのｐ型ＤＢＲ層を介してプロトンを注入するために、相当高い加速エネルギーが必要となり、このプロトン注入によるダメージが、発振特性を劣化させている可能性が考えられる。
【００５３】
また、プロトン注入による半導体発光素子２は、偏波制御のため傾斜基板を用いても、結晶の異方性の影響は小さい。つまり、いわゆる選択酸化型のＶＣＳＥＬは、偏波制御のため傾斜基板を用いると、選択酸化に異方性が生じ、異方性の影響を考慮しなければならないという別の問題が発生するが、半導体発光素子２では異方性の問題が抑制されるので、煩雑な工程を必要としない。
【００５４】
また、半導体発光素子２は、従来の半導体発光素子１０１よりスロープ効率が改善されている。光出力の向上が図られている。半導体発光素子１と同様に、ｐ側電極５５のｐ型コンタクト層２４との接触面を全て有効に使って接触抵抗を低減し、炭素が高濃度にドープされたｐ型コンタクト層２４及びｐ型ＤＢＲ層５２が低抵抗化され、比較的多くの電流が、比較的均一にｐｎ接合部に供給された結果であると考えられる。
【００５５】
また、半導体発光素子２は、ｐｎ接合部分が効率よく高抵抗化されるので、接合の容量は低減化され、高速応答性が実現されている。
【実施例３】
【００５６】
本発明の実施例３に係る半導体発光素子について、図５を参照しながら説明する。図５は半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図である。実施例１とは、ｐ型ＤＢＲ層の形態が異なっている。以下、実施例１と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略し、異なる構成部分について説明する。
【００５７】
図５に示すように、半導体発光素子３は、実施例１の半導体発光素子１と多くの構成要素が同じであるが、主に、ｐ型ＤＢＲ層６２、ｐ型電流拡散層６３、及びｐ側電極６５が異なっている。
【００５８】
ｐ型ＤＢＲ層６２は、発光領域層１７の上に、Ａｌ０．５Ｇａ０．５ＡｓとＡｌ０．９５Ｇａ０．０５Ａｓを交互に６ペア積層した構造で、１回目の結晶成長で形成されている。成長後、調整層及び保護層（図示略）等を介して、ｐ型ＤＢＲ層６２の上方から、プロトン注入が実行され、ｐ型ＤＢＲ層６２の側部も、高抵抗領域２０に組み込まれている。側部を高抵抗領域２０に囲まれた、プロトンが注入されてない円柱状の領域は、上部から、ｐ型ＤＢＲ層６２、発光領域層１７、及びｎ型ＤＢＲ層１３の上部である。
【００５９】
ｐ型電流拡散層６３は、ｐ型ＤＢＲ層６２及び高抵抗領域２０の上に、２回目の結晶成長で形成される。炭素が２〜４×１０１８ｃｍ−３の濃度にドープされたｐ型のＡｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓからなる膜厚約０．６μｍ単層である。
【００６０】
ｐ側電極６５は、ｐ型電流拡散層６３の上のｐ型コンタクト層２４上に、リングの内径が１１０μｍ、幅が５μｍのリング状に形成されている。ｐ側電極６５は、近接して配置されたボンディングパッド（図示略）に接続されている。リング状のｐ側電極６５は、ｐ型ＤＢＲ層６２と高抵抗領域２０との円形の境界に対して、上面から見て中心をほぼ一致させて外側にリング内径が配置されている。ｐ側電極６５の材料等は、半導体発光素子１のｐ側電極２５と同様である。
【００６１】
半導体発光素子３の製造方法は、一部上述したように、ｐ型ＤＢＲ層６２を１回目の結晶成長で形成する。プロトン注入時、発光領域層１７のｐｎ接合部の表面からの位置を、実施例１とほぼ同じにするために、ｎ型ＩｎＧａＰ調整層（図示略）の厚さを、約０．１μｍとなるように薄く形成する。その後、実施例１とほぼ同じ条件で、プロトン注入を行う。
【００６２】
２回目の結晶成長は、ｐ型ＤＢＲ層６２及び高抵抗領域２０の上に、ｐ型電流拡散層６３が成長される。また、ｐ側電極６５は、径が大きくなるので、使用するマスクパターン等を変更して形成する。他の製造方法は、実施例１の半導体発光素子１の製造方法とほぼ同様である。その結果、１辺が２５０〜３００μｍの概略直方体の半導体発光素子３が形成される。
【００６３】
上述した半導体発光素子３は、発光領域層１７の上に、ｐ型ＤＢＲ層６２を有し、発光領域層１７とｐ型ＤＢＲ層６２の側部、及びｎ型ＤＢＲ層１３の上部にプロトン注入により形成された高抵抗領域２０、ｐ型ＤＢＲ層６２及び高抵抗領域２０の上に接して形成されたｐ型電流拡散層６３、最上面にリング状のｐ側電極６５を備えるＲＣ型ＬＥＤである。
【００６４】
この半導体発光素子３は、実施例１の半導体発光素子１と同様に動作試験及び高温高湿試験に掛けられた。半導体発光素子３では、発光層１５からの光に対する反射率は、下側のｎ型ＤＢＲ層１３が９９．９％と高いのに対し、上側のｐ型ＤＢＲ層６２が約９０％と低い。このため、共振された光は、反射率が低い上側のｐ型ＤＢＲ層６２を介して、上側のｐ側電極６５側に放射される。
【００６５】
１０ｍＡのＤＣで駆動されると、半導体発光素子３の光出力は、半導体発光素子１に比較して約５〜１０％の向上が見られる。また、パッケージ温度６０℃、湿度９０％で、１０ｍＡの連続通電試験では、半導体発光素子１と同様な結果が得られる。半導体発光素子１と比較して、上側のｐ型ＤＢＲ層６２の繰り返し数は少ないので、共振効果は低下するものの、ｐ型ＤＢＲ層６２の上に、電流拡散のためのｐ型電流拡散層６３を形成したことにより、電流拡散の効果は大きくなる。その結果、リング状のｐ側電極６５から発光領域層１７のｐｎ接合部へ、より均一化された電流が供給され、また、内径を大きくしたリング状のｐ側電極６５により、放射光の取り出しが妨げられる割合が減少したことによって、光出力の向上となる。
【００６６】
その他に、実施例１の半導体発光素子１と同様な効果を有している。
【実施例４】
【００６７】
本発明の実施例４に係る半導体発光素子について、図６を参照しながら説明する。図６は半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図である。実施例１とは、ｎ型及びｐ型ＤＢＲ層をｎ型及びｐ型電流拡散層に置き換えた点が異なっている。以下、実施例１と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略し、異なる構成部分について説明する。
【００６８】
図６に示すように、半導体発光素子４は、実施例１の半導体発光素子１と多くの構成要素が同じであるが、主に、ｎ型電流拡散層７３及びｐ型電流拡散層８２が異なっている。
【００６９】
ｎ型電流拡散層７３は、ｎ型のバッファ層１２の上に、ｎ型の不純物、例えば、シリコンが高濃度にドープされたｎ型のＡｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓからなる膜厚約４μｍの単層である。
【００７０】
ｐ型電流拡散層８２は、発光領域層１７及び高抵抗領域２０の上に、２回目の結晶成長で形成される。炭素が２〜４×１０１８ｃｍ−３の濃度にドープされたｐ型のＡｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓからなる膜厚約１μｍの単層である。
【００７１】
半導体発光素子４の製造方法は、ｎ型電流拡散層７３を１回目の結晶成長で形成し、ｐ型電流拡散層８２を２回目の結晶成長で形成する。実施例１のｎ型及びｐ型ＤＢＲ層を置き換えて、それぞれ、これらの単層を結晶成長する。
【００７２】
上述した半導体発光素子４は、ｎ型のバッファ層１２の上にｎ型電流拡散層７３を有し、発光領域層１７の側部及びｎ型電流拡散層７３の上部にプロトン注入により形成された高抵抗領域２０、発光領域層１７及び高抵抗領域２０の上に接して形成されたｐ型電流拡散層８２、最上面に十字形の細線が内側に接続されたリング状のｐ側電極２５を備えるＬＥＤである。
【００７３】
この半導体発光素子４は、実施例１の半導体発光素子１と同様に動作試験及び高温高湿試験に掛けられた。半導体発光素子４では、ｎ型及びｐ型ＤＢＲ層を備えていないので、半導体発光素子１のような意図的な反射は起こらず、発光した光は、発光領域層１７の円柱に沿った上側から強く放射され、同時に、側面からも放射される。
【００７４】
１０ｍＡのＤＣで駆動されると、半導体発光素子４の光出力は、半導体発光素子１に比較して約１０％の向上が見られた。また、パッケージ温度６０℃、湿度９０％で、１０ｍＡの連続通電試験では、半導体発光素子１と同様な結果が得られている。半導体発光素子１と比較して、発光領域層１７の上側に接するｐ型電流拡散層８２を形成したことにより、電流拡散の効果は大きくなる。その結果、十字形の細線が内側に接続されたリング状のｐ側電極２５から発光領域層１７のｐｎ接合部へ、より均一化された電流が供給されることによって、光出力の向上となる。ただし、共振構造をなくしたことによるフォトンリサイクリング効果がないため、出力の改善は約１０％にとどまる。
【００７５】
なお、発光領域層１７とｐ側電極２５との間にある、ｐ型電流拡散層８２は、厚い方がｐｎ接合部へより均一化された電流が供給されることが分かっているが、ｐ型電流拡散層８２の厚さが約５μｍを越えると、電流の経路が長くなり、抵抗が増加して、駆動電圧が増加し、高速動作が難しくなることが分かった。逆に、ｐ型電流拡散層８３は、薄くなると、抵抗が小さくなるものの、ｐｎ接合部へ均一化された電流が供給されにくくなり、約０．５μｍを下回ると光出力は低下することも分かった。
【００７６】
また、半導体発光素子４は、実施例１の半導体発光素子１と比較して、ｎ型及びｐ型ＤＢＲ層を不要とするので、構造が簡単で、生産歩留まりは高くなる。ｎ型クラッド層１４及び発光層１５に、プロトンの濃度のピークが来るように、高抵抗領域２０が形成された結果、接合の容量は低減化されているので、２５０Ｍｂｐｓ程度の高速応答性が実現されている。実施例１の半導体発光素子１より伝送速度が小さくなるが、低価格用途に適用可能である。その他に、実施例１の半導体発光素子１と同様な効果を有している。
【００７７】
次に、本発明の実施例４の変形例を図７を参照しながら説明する。図７は半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図である。実施例４とは、ｎ型ＧａＡｓ基板をｎ型ＧａＰ基板に置き換えた点が異なっている。以下、実施例４と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略し、異なる構成部分について説明する。
【００７８】
図７に示すように、半導体発光素子５は、上述の半導体発光素子４と多くの構成要素が同じであるが、主に、ｎ型ＧａＰ基板７１及び接着層７２が異なっている。
【００７９】
ｎ型ＧａＰ基板７１は、ｎ型ＧａＡｓ基板を置き換えた位置に配置され、ｎ型電流拡散層７３とは、接着層７２を介して、接合されている。
【００８０】
半導体発光素子３の製造方法は、実施例４の半導体発光素子４とは大きく異なっている。図示を省略するが、１回目の結晶成長で、ｐｎ接合を逆の方向から、例えば、ｎ型ＧａＡｓ基板上に、バッファ層、ｎ型ＩｎＧａＰ調整層、ｐ型クラッド層１６、発光層１５、ｎ型クラッド層１４、ｎ型電流拡散層７３、及びｎ型接着層７２が順次成長される。次に、ｎ型接着層７２に接して、高温処理により、ｎ型ＧａＰ基板７１が接着される。次に、ｎ型ＧａＡｓ基板及びバッファ層がエッチング除去され、ｎ型ＩｎＧａＰ調整層が露出される。以降は、半導体発光素子４と同様に、ｎ型ＩｎＧａＰ調整層の上方からプロトンのイオン注入、ｎ型ＩｎＧａＰ調整層の除去後、次に、２回目の結晶成長が行われる。なお、表面を保護するための保護層及びエッチング停止層等は省略されている。
【００８１】
上述した半導体発光素子５は、ｎ型ＧａＰ基板７１の上にｎ型接着層７２を介してｎ型電流拡散層７３を有し、発光領域層１７の側部及びｎ型電流拡散層７３の上部にプロトン注入により形成された高抵抗領域２０、発光領域層１７及び高抵抗領域２０の上に接して形成されたｐ型電流拡散層８２、最上面に十字形の細線が内側に接続されたリング状のｐ側電極２５を備えるＬＥＤである。
【００８２】
この半導体発光素子５は、実施例４の半導体発光素子４と同様に動作試験及び高温高湿試験に掛けられた。半導体発光素子５は、半導体発光素子４と同様な効果を有している。その他に、発光波長に透明なｎ型ＧａＰ基板７１を備えているので、発光した光は、発光領域層１７の円柱形状に沿った上側からばかりでなく、下側のｎ型ＧａＰ基板７１の側面からも放出され、実施例４の半導体発光素子４の約１．５倍の光出力を示す。
【００８３】
本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々、変形して実施することができる。
【００８４】
例えば、実施例では、半導体発光素子は、ｎ型ＧａＡｓ基板またはｎ型ＧａＰ基板の上に、ｎ型の半導体層、発光層、次にｐ型の半導体層が形成されているが、逆に、ｐ型ＧａＡｓ基板またはｐ型ＧａＰ基板の上に、ｐ型の半導体層、活性層、次にｎ型の半導体層が形成されていてもよい。
【００８５】
また、実施例では、発光波長は約６６５ｎｍの赤色のＲＣ型ＬＥＤ、ＶＣＳＥＬ、通常のＬＥＤの例を説明したが、他の波長、例えば、近赤外で発光する同様な半導体発光素子、あるいは、赤色より短波長で発光する同様な半導体発光素子に適用することは可能である。
【００８６】
また、実施例では、ｐ型ＤＢＲ層、ｐ型電流拡散層、ｐ型コンタクト層等に炭素をオートドーピングする例を説明したが、炭素を他の半導体材料ガス等から供給してもよいし、他の不純物、例えば、亜鉛等を使用することも可能である。
【００８７】
また、実施例では、ＲＣ型ＬＥＤ及びＶＣＳＥＬの下側のｎ型ＤＢＲ層を、Ａｌ０．５Ｇａ０．５ＡｓとＡｌ０．９５Ｇａ０．０５Ａｓを交互に積層した繰り返し数４０〜５０ペアで構成する例を示したが、反射率が９９．９％以上であれば、他の反射膜で置き換えることは可能である。
【００８８】
本発明は、以下の付記に記載されるような構成が考えられる。  
（付記１）  一定の波長の光を反射する第１の反射膜と、前記第１の反射膜の上に形成された前記波長の光を放射する発光層を有する発光領域層と、前記発光領域層の側部にイオン注入により形成された高抵抗領域と、前記発光領域層及び前記高抵抗領域の上に接して、前記高抵抗領域との界面近傍に拡散された前記注入元素を有し、前記波長の光を反射する第２の反射膜と、前記第２の反射膜の上、且つ、前記発光領域層の上方にコンタクト層を介して形成された第１の電極と、前記第１の電極とは反対側の前記第１の反射膜の下方に形成された第２の電極とを備えている半導体発光素子。
【００８９】
（付記２）  前記発光領域層と前記第１の電極との間にある層は、キャリア濃度が１×１０１８ｃｍ−３以上２×１０１９ｃｍ−３以下である付記１に記載の半導体発光素子。
【００９０】
（付記３）  前記波長は６６５ｎｍである付記１に記載の半導体発光素子。
【００９１】
（付記４）  前記高抵抗領域と前記第１の電極との間にある層は、ドーパントが炭素であるｐ型のＧａＡｓ及びＡｌＧａＡｓの少なくとも１つである付記１に記載の半導体発光素子。
【００９２】
（付記５）  前記第１の電極は、リング状をなしている付記１に記載の半導体発光素子。
【００９３】
（付記６）  前記発光領域層に垂直な方向から見て、前記発光領域層の中心とリング状の前記第１の電極の中心とは、実質的に一致する付記４に記載の半導体発光素子。
【００９４】
（付記７）  前記第１の電極は、前記リングの内側に、更に、十字状の電極が接続されている付記５に記載の半導体発光素子。
【００９５】
（付記８）  前記第２の反射膜は、屈折率の高い反射膜と屈折率の低い反射膜の繰り返し数が５ペア以上５０ペア以下である付記１に記載の半導体発光素子。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体発光素子の構造を模式的に示す図で、図１（ａ）は正面方向断面図、図１（ｂ）は半導体発光素子を上方から見た平面図。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体発光素子の製造工程を、工程順に模式的に示す断面図。
【図３】本発明の実施例１に係る半導体発光素子の注入電流の流れを模式的に示す図。
【図４】本発明の実施例２に係る半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図。
【図５】本発明の実施例３に係る半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図。
【図６】本発明の実施例４に係る半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図。
【図７】本発明の実施例４の変形例に係る半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図。
【図８】従来の半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
【００９７】
１、２、３、４、５、１０１  半導体発光素子
１１、１１１  ｎ型ＧａＡｓ基板
１２、１１２  バッファ層
１３、４３、１１３  ｎ型ＤＢＲ層
１４、１１４  ｎ型クラッド層
１５、１１５  発光層
１６、１１６  ｐ型クラッド層
１７、１１７  発光領域層
１８  ｎ型ＩｎＧａＰ調整層
１９  ｎ型ＧａＡｓ保護層
２０、１２０  高抵抗領域
２２、５２、６２、１１２  ｐ型ＤＢＲ層
２４、１２４  ｐ型コンタクト層
２５、５５、６５、１２５  ｐ側電極
２６  ボンディングパッド
２９、１２９  ｎ側電極
３１  マスク層
３５  電流
６３、８２  ｐ型電流拡散層
７１  ｎ型ＧａＰ基板
７２  ｎ型接着層
７３  ｎ型電流拡散層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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